Linezolid:

Linezolid:
- Activitat enfront a microorganismes Gram-positius.
- Mecanismes de resistència.
M. Angeles Domínguez Luzón
Servei de Microbiologia del Hospital Universitari de Bellvitge
XXII Jornades de la Societat Catalana de Malalties
Infeccioses i Microbiologia Clínica
25 d’octubre 2013
CONTENIDO
1. Contexto en la aparición de Linezolid (LZD).
2. Espectro de acción.
3. Mecanismo de acción.
4. Distribución CMIs. Puntos de corte recomendados.
5. Mecanismos de resistencia:
- Modificación de la diana.
- Metilación.
6. Detección fenotípica de la resistencia.
7. Importancia de la resistencia a LZD en el contexto
actual.
Linezolid
Fluorine atom
improves activity
Morpholino enhances
pharmacokinetics & water
solubility
5-(S)- configuration
necessary
C-5 acyl- amino-methyl
essencia
(S)-N-({3-[3-fluoro-4-(morpholin-4-yl)phenyl]-2oxo-1,3-oxazolidin-5-yl}methyl)acetamide
Systematic (IUPAC) name
http://en.wikipedia.org/wiki/Linezolid#Mechanism_of_action
1. Contexto en la aparición de Linezolid (LZD).
Las oxazolidinonas son un nueva clase de antibióticos y LZD es la
primera oxazolidinona disponible.
Las oxazolidinonas se conocen desde los años 50, desarrolladas
como inhibidores de la monoaminooxidasa (IMAO).
En los 70, se aprovecharon sus propiedades antimicrobianas para el
tto. de infecciones fúngicas en plantas.
Modificaciones posteriores del núcleo llevaron a la síntesis de
eperezolid y linezolid.
Aprobado por la FDA en USA (Zyvox) en Abril 2000, siguieron otros
países. En Europa se aprobó durante el 2001.
(Plouffe, CID, 2000; Livermore, JAC, 2003)
1. Contexto en la aparición de LZD.
Aumento de las resistencia antibióticas en G(+):
Incidencia de MRSA en hospitales universitarios en USA, que ascendió
del 8% en 1986, al 40% en 1997.
Aumento en el uso de vancomicina empírica para el tto. de infecciones
nosocomiales, p.ej. neumonía.
Primeras descripciones de reducción de la sensibilidad de MRSA a
vancomicina en USA y Japón.
Aparición del MRSA como causa de infección piel y partes blandas en el
22% en USA.
Entre los ECNs, la proporción de resistencia a meticilina es más
elevada. Patógeno asociado a infección de catéter o prótesis.
Enterococos: En USA el 60% de E.faecium era R a vancomicina (1999);
entre el 20-30% en Gran Bretaña.
(Moellering, Drugs&Drugs Ther, 2003; Livermore, JAC, 2003)
2. Espectro acción.
Actividad frente a G(+):
(con gruesa capa de peptidoglicano y sin membrana externa)
Staphylococcus aureus y Staphylococcus coagulasa negativa
Enterococcus faecium y faecalis
Estreptococos: S. pneumoniae, S. pyogenes, S. agalactiae y SGV
Listeria monocytogenes
Corinebacterium sp
Anaerobios G+
También: micobacterias y Nocardia sp
3. Mecanismo de acción
3. Mecanismo de acción
LNZ actúa inhibiendo la síntesis de proteínas. Se inhibe el
crecimiento y reproducción bacteriano al inhibir la traducción del
mRNA en proteínas que tiene lugar en el ribosoma.
LNZ actúa en el inicio de la síntesis proteica, probablemente
evitando la formación del “complejo de inicio” .
Síntesis proteíca: traducción del mRNA en proteínas (unión de aa,
codificados por tripletes de bases) ….
(Bozdogan, AACh, 2004; Diekema, Lancet, 2001)
Procesos básicos en la síntesis proteíca
P= Peptidyl site
A= Amino acid site
Ribosomas
50S
5S
23S
L1-L36
E= Exit site
30S
16S
S1-S21
50S
rRNA
Complejo
de inicio (70S)
- mRNA
- 30S
- fmet-tRNA
- IF 1-3
- 50S
30S rRNA
(Bozdogan, AACh, 2004; Diekema, Lancet, 2001)
http://en.wikipedia.org/wiki/Linezolid#Mechanism_of_action
3. Mecanismo de acción
LZD actúa en el primer paso de la síntesis proteica: la iniciación.
(a diferencia de otros inhibidores de las síntesis proteíca que inhiben la elongación,
cloramfenicol, macrólidos, synercid, aminoglucósidos)
Evita la formación del “complejo de inicio” de la traducción,
compouesto por las subunidades 50S rRNA y 30S rRNA, tRNA y el
mRNA.
LZD ocupa la zona A, induciendo un cambio conformacional que
impide la entrada del tRNA.
(Bozdogan, AACh, 2004; Diekema, Lancet, 2001)
3. Mecanismo de acción
Resultado:
Inhibición efectiva de la síntesis de factores de virulencia
estafilocócicos (prot A, coagulasa, hemolisinas...) o estreptocócicos.
Su acción no es letal, como otros inhibidores de síntesis proteica se le
considera bacteriostático (como a cloramfenicol, clindamicina,
macrolidos o tetraciclinas).
La diana del LNZ es única, no se comparte con otros inhibidores de la
síntesis proteica. Esto llevó a pensar que la actividad de LZD no se iba a
ver afectada por las metilasas que modifican el 23S rRNA.
Los ribosomas de los G(-) también son sensibles a las oxazolidinonas.
Pero el LZD es expulsado por bombas endógenas de expulsión activa
antes de llegar a su diana.
http://en.wikipedia.org/wiki/Linezolid#Mechanism_of_action
3. Mecanismo de acción
Ventajas:
Las CIMs a LZD se mantienen independientemente de la resistencia a otros
antibióticos (CIMs a LZD idénticas en MSSA y MRSA; en EVR y EVS).
Farmacocinética favorable:
Admón oral y EV. Biodisponibilidad elevada tras admón. oral
(600mg/12h).
Buena distribución por gran variedad de tejidos (excepto hueso y tejido
adiposo). Alcanza concentraciones elevadas en el tracto respiratorio
inferior.
Metabolismo hepático, sin intervención del citocromo P450.
Bien tolerado en ttos cortos.
Efecto postantibiótico de 1-4 horas.
Inconvenientes:
En ttos. prolongados puede producirse toxicidad mitocondrial en el
huésped (aplasia medular o mielosupresión, acidosis láctica,
neuropatía periférica y lesión nervio óptico).
Su mecanismo único de acción, inicialmente llevó a pensar en la
ausencia de resistencia cruzada con otros antimicrobianos.
Al ser un compuesto sintético, se preveía una ausencia de mecanismos
de resistencia natural.
4. Distribución CIMs de LZD
4. Distribución CIMs de LZD
MRSA
ECN
MSSA
E.faecium
E.faecalis
Figure 3.- MIC distributions of LZD for Grampositive cocci in the UK, based on a survey of
25 hospitals. Note the narrow unimodal MIC
distributions.
(Livermore, JAC, 2003)
4. Distribución CIMs de LZD
Actividad uniforme frente a estafilococos,
neumococos y estreptococos en general.
enterococos,
Las CIMs se mantienen independientemente de la R a otros ATBs
Variaciones entre series indican más que aumento de CMIs,
diferencias metodológicas, en relación:
Lectura y tiempo de incubación.
Medio usado para microdilucion (MH, IsoSensitest < CLSI).
CMIs por Etest pueden mostrar una dilución por debajo de la
microdilución.
(Livermore, JAC, 2003)
4. Distribución CIMs de LZD
(Diekema, Lancet, 2001)
Linezolid
Puntos de corte CIM µg/mL
Staphylococcus spp
Enterococcus spp
CLSI 2013
EUCAST2013
S
R
S
R
≤4
≤2
≥8
≥8
≤4
≤4
>4
>4
(Diekema, Lancet, 2001)
5. Mecanismos de resistencia
5. Mecanismos de resistencia
Es difícil generar mutantes resistentes en el laboratorio.
La primera comunicación de R-LZD clínica fue en S. aureus, en 2001.
Factores de riesgo para seleccionar
resistencia durante el tto:
G2576T
prótesis endovasculares y catéteres
sitios no drenados de infección,
tratamiento prolongado
Una vez detectados microorganismos R-LZD, extremar precauciones de
contacto. Se han descrito brotes intrahospitalarios por transmisión cruzada en
todos los géneros.
5. Mecanismos de resistencia
Modificación de la diana:
Mutaciones en el dominio V del 23S rRNA (enterococos y
estafilococos)
Mutaciones en
(estafilococos)
proteinas
Metilación del 23S rRNA:
gene cfr (estafilococos)
ribosomales
L3
y
L4
Procesos básicos en la síntesis proteíca
P= Peptidyl site
A= Amino acid site
Ribosomas
50S
5S
23S
L1-L36
E= Exit site
30S
16S
S1-S21
50S
rRNA
30S rRNA
http://en.wikipedia.org/wiki/Linezolid#Mechanism_of_action
Mutaciones en el dominio V del 23S rRNA
Mecanismo de R no transferible
Los genes RNA ribosómicos (codificando 16S, 23S, 5S) están
relacionados en un operon que se transcribe de forma coordinada
para producir cantidades determinadas de cada producto/gen.
El número de alelos que codifican el rRNA puede ser variable:
hasta 7 alelos en Staphylococcus y Enterococcus. La secuencia
genética de estos alelos puede variar, presentando mutaciones
puntuales.
La presencia de una mutación causando resistencia en un alelo, en
varios o en todos parece asociarse con incrementos graduales de
resistencia (gene dosage effect).
Mutación en el Dominio V 23S rRNA
Point mutation G2576T
A partir de la 1ª mutación,
mutaciones sucesivas en otros
allelos
se
adquieren
rápidamente: intervención de
la recombinacion homologa.
(Besier, AAC, 2008)
Mutación en el Dominio V 23S rRNA
Fitness
La curva de crecimiento decrece
gradualmente
a
medida
que
aumentan el número de alelos
mutados.
Aunque pueden acompañarse de
mutaciones compensatorias fuera del
dominio V del 23S rRNA.
Indicando que
compleja entre:
una
relación
resistencia,
adaptación/acomodación
fitness
(Besier, AAC, 2008)
Mutación en el Dominio V 23S rRNA
Cross resistance
La cepa inicial era S a cloramfenicol y
Q/D, el mutante es R.
Cloramfenicol actúa tb en la
subunidad 50S, en el dominio V del 23S
rRNA la proximidad de estas posiciones
en el podría explicar el fenómeno de
reacción cruzada.
(Besier, AAC, 2008)
Mutación en el Dominio V 23S rRNA
(Bozdogan, IntJAntimicrob Agents 2004)
Mutaciones en proteinas ribosomales L3 (rplC) y L4 (rplD)
Resistencia a oxazolidinonas no está limitada a las mutaciones en el 23S rRNA.
Descrita en asociación:
- a mutaciones en el 23S rRNA (S. epidermidis)
- a la presencia del gen cfr (S. aureus)
Confiere resistencia a linezolid entre 8 y 256 mcg/mL (CMIs>16, se asocian
p.ej a cfr)
(Long, AAC, 2012; Locke, AAC, 2009; Locke, AAC, 2010)
Mutaciones en proteinas ribosomales L3 y L4
(Locke, AAC, 2010)
5. Mecanismos de resistencia
Modificación de la diana:
Mutaciones en el dominio V del 23S rRNA (enterococos y
estafilococos)
Mutaciones en
(estafilococos)
proteinas
Metilación del 23S rRNA:
gene cfr (estafilococos)
ribosomales
L3
y
L4
Metilación del 23S rRNA: cfr gene
Es una forma de resistencia a LZD transferible.
Consiste en la metilación del 23SrRNA (A2503) por una metiltransferasa
sintetizada por el gen cfr. Éste puede situarse en un plásmido ó asociado a
un transposon.
Los plásmidos o transposones que albergan cfr con frecuencia llevan genes
de R a otros ATBs (especialmente macrólidos y del tipo MLSB) que pueden
llevar a coseleccionar la resistencia.
Es un gen de resistencia natural (cfr, chloramphenicol-florfenicol resistance).
La metilacion en este caso confiere resistencia cruzada a 5 clases de ATBs. El
fenotipo generado se denomina PhLOPSA:
phenicols, lincosaminas, oxazolidinonas, pleuromutilinas y streptogramina A
algunos macrólidos de 16 átomos de C (josamicina y spiramicina)
Metilación del 23S rRNA: cfr gene
Generalmente existe relación entre la adqusición de cfr y el tto. previo o
prolongado con linezolid.
Sobretodo asociado a Staphylococcus
Descrito en un plásmido de una cepa bovina de S.sciuri (Schwarz, AAC 2000).
En 2007 se describe en la 1ª cepa clínica de S. aureus (Tohm, Mol Microbiol, 2007)
Le siguen algunas descripciones en 2008 en USA
En 2010 se publica un brote en Madrid (Morales CID, 2010) causado por una cepa de
MRSA en la que se identifica este mecanismo de R-LZD, en aislamientos de 12 pts en
la UCI y en 3 pts en unidades de hospitalización.
6. Detección fenotípica de la
resistencia
6. Detección fenotípica de la resistencia
Disco-difusión: no se recomienda. Permite sospechar una disminución de
sensibilidad al LZD, confirmar con microdilución
Microdilución: es el mejor método para la detección.
Métodos automatizados (MicroScan, Vitek): son útiles en detectar R-LZD
E-test, CMIs algo más bajas que la microdilución (falsos sensibles, por cfr
principalmente)
Incubación completa (24 h)
6. Detección fenotípica de la resistencia
*
(Sierra, PlosOne, 2013)
(* Susceptible >21 mm)
48h
24h
(Arias, JCM, 2008)
6. Detección fenotípica de la resistencia
Fenotipo mutación 23S rRNA
El más frecuente, en Staphylococcus y Enterococcus sp
CMI: 4->256, según el nº alelos mutados
Resistencia adicional a pleuromutilinas
Fenotipo gen cfr:
De descripción más reciente, principalmente en Staphylococcus
CMIs más bajas
Fenotipo PhLOPSA: analizar conjuntamente todos los antimicrobianos
implicados (cloramfenicol)
Caracterización molecular
7. Importancia de la R-LZD
La R-LZD no constituye un problema clínico en la actualidad.
Son factores de riesgo para desarrollar R:
Presencia de cuerpo extraño
Foco de infección inabordable
Tratamiento prolongado
Dosificación subinhibitoria
Algunas expectativas sobre LZD no se han mantenido:
Aparición de R cruzadas o
Aparición de R “natural” (gen cfr)
7. Importancia de la R-LZD
(8 cepas R-LZD / 6.121 cepas; 0,13%R –LZD)
7. Importancia de la R-LZD
No. of linezolid-intermediate or -resistant, vancomycin-resistant E. faecium isolates per year